關(guān)于地鐵工程中若干問題的淺探
【摘要】本文從地鐵熱環(huán)境模擬計(jì)算數(shù)據(jù)人手，對地鐵環(huán)控系統(tǒng)中的活塞風(fēng)、車站公共區(qū)熱負(fù)荷指標(biāo)及屏蔽門對車站公共區(qū)熱負(fù)荷的影響進(jìn)行較細(xì)致、深入的探討，并進(jìn)行了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析。
【關(guān)鍵詞】活塞風(fēng) 熱負(fù)荷指標(biāo) 屏蔽門應(yīng)用
深圳地鐵一號線共13個(gè)地下車站，在初步設(shè)計(jì)階段對改線地下熱環(huán)境進(jìn)行了模擬計(jì)算，現(xiàn)介紹如下：
1 模擬計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析
模擬計(jì)算結(jié)果見表1
表1 一號線各區(qū)間
羅湖站—>會展中心站
車站公共區(qū)熱負(fù)荷指標(biāo)及屏蔽門對車站公共區(qū)
通過上述表格，經(jīng)整理可得出下述參考數(shù)據(jù)：
(1)當(dāng)列車巡航速度為75km／h，上下行線為單洞單線，區(qū)間不設(shè)活塞風(fēng)井，且每小時(shí)行車密度為30對列車的條件下，隧道內(nèi)平均活塞風(fēng)量為92．5立方米／s，即33．3x10m立方米／h。區(qū)間隧道斷面積按20平方米考慮，則平均活塞風(fēng)速為4．6m／s。
(2)當(dāng)列車巡航速度為60km／h時(shí)，其余條件不變的情況下，隧道內(nèi)平均活塞風(fēng)量為90．5立方米／s，即32．6x10立方米／h，平均活塞風(fēng)速4．5m／s。
(3)從上述數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)列車巡航速度為60km／h和75km／h時(shí)，其活塞風(fēng)量及風(fēng)速基本保持
不變，且每列列車引起的平均活塞風(fēng)量約為3．0立方米／s·列。
(4)經(jīng)統(tǒng)計(jì)，列車在區(qū)間隧道內(nèi)每延米的平均發(fā)熱量約為15kcal／m·列。列車進(jìn)入車站隧道區(qū)間每延米發(fā)熱量平均值約為25kcaVm·列。
(5)地下車站公共區(qū)(包括站廳、站臺)單位面積平均熱負(fù)荷指標(biāo)，屏蔽門系統(tǒng)為160kcal／平方米；閉式系統(tǒng)為540kcal/平方米。閉式系統(tǒng)熱指標(biāo)是屏蔽門系統(tǒng)的3侶左右。以上指標(biāo)是—個(gè)綜合值，包括了車站內(nèi)各種發(fā)熱量因素在內(nèi)。
(6)根據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果，深圳地鐵一號線除個(gè)別區(qū)間因設(shè)存車線而需增加機(jī)械通風(fēng)以外，其余區(qū)間靠列車活塞風(fēng)可滿足正常運(yùn)營時(shí)隧道內(nèi)溫度指標(biāo)要求。
2 關(guān)于屏蔽門問題的討論
屏蔽門系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)相比，具有明顯的節(jié)能效果，在校核計(jì)算中按相同條件增加了閉式系統(tǒng)的冷負(fù)荷計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下表3、表4、表5。
從上面的表可得出以下結(jié)論：
(1)屏蔽門系統(tǒng)的冷負(fù)荷為閉式系統(tǒng)冷負(fù)荷的1／2-1／5，其平均值為0．35， 即屏蔽門系統(tǒng)在同等條件下其冷負(fù)荷僅為閉式系統(tǒng)冷負(fù)荷的1／3左右。
(2)深圳地鐵一期工程17個(gè)站采用屏蔽門系統(tǒng)其總冷負(fù)荷為12974kW，約3700冷噸；采用閉式系統(tǒng)其總冷負(fù)為36 349kW，約10 337冷噸；既采用屏蔽門系統(tǒng)較采用閉式系統(tǒng)節(jié)省冷量10 337—3 700＝6637冷噸。
(3)采用屏蔽門系統(tǒng)較采用閉式系統(tǒng)節(jié)省電量約為(1+0.7)x(36 349-12974)/4=9935kw;
約為11 000kVA；
(4)設(shè)備一次性投資及運(yùn)營費(fèi)節(jié)省量：
①制冷空調(diào)設(shè)備一次性投資按1萬元冷噸計(jì)算，則可節(jié)省制冷空調(diào)設(shè)備—次性投資6 637萬元；電力增容費(fèi)按330～450元/kva計(jì)算，可節(jié)省一次性電力增容費(fèi)11 000x400=440萬元；兩項(xiàng)共計(jì)7077萬元。
②運(yùn)營電費(fèi)按基本負(fù)荷費(fèi)25元/kVA，月計(jì)算，電(表)費(fèi)按0．77元／kW·H計(jì)算，則每年可
節(jié)省基本負(fù)荷費(fèi)11 000x2Sxl2=330萬元；每年可節(jié)省電(表)費(fèi)9 935x0．8x 365x18：5 222刀元；
兩項(xiàng)共計(jì)節(jié)省5 552萬元，10年累計(jì)約5．55億元，30年累計(jì)約16．65億元。
③深圳地鐵一期工程17個(gè)站采用屏蔽門系統(tǒng)其—次性總投資約1．2億元，從一次性投資來看，屏蔽門系統(tǒng)較閉式系統(tǒng)需多投資約1．5-1．7倍；但從運(yùn)營費(fèi)來看，屏蔽門系統(tǒng)較閉式系統(tǒng)可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，運(yùn)營第一年節(jié)省的電費(fèi)及空調(diào)設(shè)備一次陛投資共計(jì)7077萬元+5 55萬刀元=1．26億元，足以收回屏蔽門系統(tǒng)的—次性投資；若屏蔽門系統(tǒng)壽命按15年汁算，則投資回報(bào)率為1．2／(0．7+0．552x15)=1．2／8．98；接近1：10的水平；若按30年計(jì)算，則投資回報(bào)率為2x1．2／(0．7+0．552x 30)=2．4／17．26；接近1：7的水平。
從以上的分析可看出屏蔽門系統(tǒng)在節(jié)省運(yùn)營電費(fèi)及空調(diào)設(shè)備一次性投資方面的優(yōu)越性，同時(shí)，采用屏蔽門系統(tǒng)可改善乘客在站內(nèi)的舒適性，避免活塞風(fēng)對乘客的影響，并提高乘客在站臺的安全度。
